基于熵权-TOPSIS模型的大风浪条件下引航员登船水域选址
时间：2020-12-05 10:02:27 来源：达达文档网 本文已影响 人 
周宁 范中洲 赵羿
摘要：为保障大风浪条件下引航员登船安全、周边船和被引船的安全以及港口的安全高效运营，选取合理的引航员登船水域至关重要。综合考虑熵权法和TOPSIS法的优点，基于熵权-TOPSIS模型对大风浪条件下引航员登船水域进行优选研究。以大风浪条件下广州港引航员登船水域选址为例，运用该模型对3个备选方案进行评价，求得方案2的相对贴近度最大。该方案所述的引航员登船水域为大风浪条件下最优登船水域，且与实际选址一致。经实例验证，该模型较为可靠，实用性强。
关键词：
引航员登船水域; 大风浪天气; 熵权; TOPSIS法; 选址模型; 相对贴近度
中图分类号：
U698 文献标志码：
A
Abstract：
In order to ensure the safety of pilot boarding， the safety of surrounding ships and the piloted ship， and the safe and efficient operation of ports， it is of vital importance to select reasonable pilot boarding waters. Considering the advantages of the entropy weight method and TOPSIS method， the optimal selection of pilot boarding waters under rough weather is studied based on the entropy weight and TOPSIS model. Taking the location of pilot boarding wasters of Guangzhou Port under rough weather as an example， the model is used to evaluate the three alternative schemes， and the second scheme is the closest to the best. The second scheme is the optimal boarding waters under rough weather and consistent with the actual location. The model is proved to be reliable and practical through a real example.
Key words：
pilot boarding waters; rough weather; entropy weight; TOPSIS method; location model; relative closeness
0 引 言
在大风浪条件下，引航员登船安全受到威胁，情况严重时会造成船舶大量积压从而导致船期延误和码头空置，影响港口运营。设置大风浪条件下引航员登船水域可减少对引航员的人身损害，弥补恶劣天气给船方和港方带来的损失。我国对外籍船实行强制引航制度，对本国籍船提供引航服务，因此引航员登船水域相对接近外海，但为确保大风浪期间引航员安全，允许引航员登离船点往内海方向移动。交通运输部于2007年颁布第46号文件《关于公布全国主要港口引航员登轮点的公告》对全国引航员登离船点进行调整和划定，并在2012、2013年以及近3年增设和调整了引航员登离船水域[1]。虽逐渐将恶劣天气因素考虑进来，但部分登船水域存在遮蔽性差、大风浪对引航接送影响较大的情况，因此大风浪条件下引航员登船水域的选取很重要。引航员登船水域的选址通常有两种：一种是在锚地登船，这可能涉及锚地的选址;一种是在船舶航行中登船。本文主要研究在大风浪条件下在船舶航行中引航员登船水域的选址问题。
当前我国对此还在进行不断的研究。崔晓鸣[2]介绍了上海海事局增设的长江口深水航道和南槽航道大风浪引航作业区的航道情况和潮汐气象特点，并提出了引航员登离船注意事项及航法。陈信华等[3]分析了福州港各港区的水域概况，发现原有登船水域存在的不足并提出了相关建议。梁叶根[4]对广州港桂山西位置的引航员登离船水域的设置提出了相关建议。汪竞峰等[5]引入了云模型，通过与引航员登船水域相关影响因素的结合对初选水域进行云发生器计算，得到相应的風险等级排序。王群朋等[6]采用遗传算法从安全性、经济性、效率性3个方面进行分析，得出登船水域的最优选址方案。
熵权法[7-8]是一种客观的赋权方法，能够对原始数据进行充分利用，信息损失少，能在很大程度上减少人的因素的影响。利用它对多个评价对象赋权时，计算过程简单，一次计算就能得出适应各评价对象的指标权重，且综合考虑多个评价对象来确定指标权重，减少偶然情况的发生，得到的权重更加合理和客观。逼近理想解排序法[9-11]（technique for order preference by similarity to an ideal solution， TOPSIS）是一种在多方案多层性决策分析和风险评价研究中行之有效的方法，可用于多评价单元，应用灵活，数学计算比较简单，且能够充分利用原始数据，信息损失较少。大风浪条件下引航员登船水域的选址研究需要对多种影响因素进行考虑，因此可将TOPSIS引入到引航员登船水域选址研究中。结合目前国内对登船水域和大风浪条件下船舶引航和引航员登船安全方面的相关研究，识别大风浪条件下影响引航员登船安全的因素，构建选址评价指标体系，并采用熵权法[12-14]确定指标权重，得到熵权-TOPSIS模型[15-17]。运用该模型计算各选址方案的相对贴近度，选出最优选址方案，并与实际结果相比以验证该模型的实用性。
1 模型的建立
大风浪条件下引航员登船水域的选取主要是为了保障引航员登船安全，选取自然条件、水域条件、交通条件和船舶条件4个量化指标，使用熵权-TOPSIS模型计算各选址方案的相对贴近度，并进行优劣排序。基于熵权-TOPSIS模型的引航员登船水域最优选址求解过程见图1。
由表3可知，F2>F1>F3，即方案2的相对贴近度最大，这是因为方案2所选水域位于广州港第五分道通航水域，遮蔽性好，风力影响较小，水流缓慢，浪高较低，附近碍航物相对较少，交通流复杂程度相对较低。方案1和方案3附近水域交通流相对复杂，以往交通事故量相对较多且通航环境相对较差，计算出来的相对贴近度较小。单从影响指标因素方面考虑[19]，方案2为最优登船方案，且实际选址结果与计算结果相符，从而验证了该模型的有效性和正确性。
3 结 论
大风浪条件下引航员登离船水域的合理选址是引航员人身安全和港口运营的重要保障。本文从引航员登船安全入手，结合引航员登船水域的选址原则构建大风浪条件下引航员登船水域选址评价指标体系，有助于更加全面系统地衡量引航员登船安全。采用熵权-TOPSIS模型对广州港引航员登船水域的3个备选方案进行评价，得到的最优选址方案与实际选址方案一致，为后续港口建设中大风浪条件下引航员登船水域的选址决策提供指导，具有一定的现实意义。
由于影响引航员登船水域选址的因素较为复杂，并且在用熵权法确定权重时，所需的指标值因各水域情况不同而有一定的偏差，且不同水域同一指标因素的影响程度可能不同，因此在确定其权重时运用组合权重会更好。后续将考虑组合运用模糊层次分析法与熵权法来确定权重。
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（编辑 赵勉）
